Zawartość
- Powody przeszczepu głowy
- Proces wyboru dawcy i biorcy
- Przed operacją
- Proces chirurgiczny
- Po operacji
- Wsparcie i radzenie sobie
Późniejsza operacja kręgosłupa i prawdopodobnie intensywna fizjoterapia mogłyby idealnie przywrócić zarówno czucie, jak i funkcje motoryczne. Jednak funkcje takie jak oddychanie i jedzenie będą musiały być przejściowo wspomagane przez respirator i rurkę do karmienia, zanim połączenia między mózgiem a ciałem zostaną odpowiednio przywrócone.
Wraz z niepewnością co do medycznych korzyści przeszczepu głowy, istnieje również prawdopodobne ryzyko związane z zabiegiem, w tym przewlekły ból neuropatyczny, odrzucenie ciała dawcy i toksyczność narządowa leków immunosupresyjnych.
Ponieważ metody chirurgiczne stały się bardziej wyrafinowane i spójne, procedury takie jak przeszczepianie tkanek i narządów, a także replantacja (ponowne przymocowanie odciętej części ciała) miały stosunkowo wysokie wskaźniki powodzenia. Dzięki ponad stuletnim postępom w transplantacji niektórzy pacjenci i chirurdzy zaczęli postrzegać przeszczep głowy jako potencjalne rozwiązanie dla postępujących chorób, które z czasem stają się śmiertelne, ale nie wpływają na funkcjonowanie mózgu.
Odnotowano ograniczony sukces w procedurach przeszczepiania głowy przeprowadzanych u myszy, psów i małp. Wielu chirurgów krytycznie odnosiło się do obecnego poziomu sukcesu, jaki osiągnięto w modelach zwierzęcych.
Co więcej, społeczność medyczna zakwestionowała, czy techniki są wystarczająco rozwinięte, aby praktycznie lub etycznie wykonać przeszczep głowy u człowieka. Skuteczność wykorzystania ciała dawcy dla jednego biorcy zamiast przeszczepu wielu narządów również została zakwestionowana. Chirurdzy Sergio Canavero i Xiaoping Ren planują między innymi próbę pierwszego przeszczepu ludzkiej głowy w najbliższych latach. Jaka teoria wspiera ich ambicje?
Powody przeszczepu głowy
Ogólnie rzecz biorąc, przeszczep głowy byłby wskazany, gdy mózg osoby pozostaje normalny, ale funkcja organizmu jest poważnie upośledzona lub przewiduje się, że zawodzi w sposób wpływający na długoterminowe przeżycie. Nie byłby używany do przedłużania czyjegoś życia, gdy organizm przestaje działać w wyniku naturalnych procesów starzenia.
Osoby młode można uznać za kandydatów, jeśli doznały ostrego urazu rdzenia kręgowego prowadzącego na przykład do czworogłowego niedowładu lub jeśli mają postępującą, zwyrodnieniową chorobę, która nie wpływa na mózg. Dystrofia mięśniowa prowadzi do postępującej utraty funkcji oddechowych i ruchomości u dzieci i młodych dorosłych, ale nie wpływa na mózg. Osoby z nieoperacyjnymi lub zaawansowanymi nowotworami, które nie mają przerzutów do mózgu, również były brane pod uwagę do przeszczepu głowy, ponieważ jest ograniczone dalsze leczenie na tym etapie.
Przeszczep głowy byłby stosowany jako leczenie ostatniej linii, gdy inne interwencje medyczne zawiodły. Byłby ograniczony dostępnością dawców.
Kto nie jest dobrym kandydatem?
Trudno jest przewidzieć, kto może być idealnym kandydatem do przeszczepu głowy, a kto nie. Te kryteria wykluczenia zostaną opracowane po wdrożeniu procedury i lepszym zrozumieniu potencjalnego ryzyka powikłań i niepowodzeń.
Jak zauważono, nieprawidłowości wpływające na mózg prawdopodobnie byłyby kryterium wykluczenia. Osoba poddawana przeszczepowi głowy potrzebowałaby dużego wsparcia społecznego, w tym stałej opieki medycznej i pomocy w codziennych czynnościach, przez miesiące, jeśli nie lata. Koszty związane z samą procedurą również prawdopodobnie byłyby wysokie i jako początkowo eksperymentalna interwencja może nie być objęta ubezpieczeniem zdrowotnym.
Proces wyboru dawcy i biorcy
Dawcą ciała byłaby osoba, która doznała śmierci mózgu, prawdopodobnie z powodu katastrofalnego urazu, ale jest sztucznie podtrzymywana do czasu przeszczepu głowy. Pozwoliłoby to zachować zdrowie i funkcje tkanek organizmu, które w przeciwnym razie powinny być normalne. Dawca do zabiegu przeszczepu głowy musiałby ponadto dopasować wzrost i immunotyp biorcy.
Zamiar bycia dawcą ciała prawdopodobnie musiałby zostać określony przed urazem. W niektórych miejscach dawstwo organów jest standardem, ale obecne prawo prawdopodobnie nie przewiduje możliwości oddania ciała.
Obecnie nie ma sformalizowanych indeksów ani systemów dawstwa dla przeszczepów głowy, ponieważ jest to jeszcze nieudowodniona procedura.
Przed operacją
Podobnie jak w przypadku każdej operacji, a dokładniej w przypadku każdego przeszczepu narządu, przygotowanie biorcy do zabiegu wymaga obszernego procesu. Może to obejmować pełną ocenę medyczną i psychiatryczną. Należy wykazać, że przeszczep głowy jest zarówno konieczny, jak i bezpieczny, a dawca ciała może odnieść długofalowy sukces.
Można sobie wyobrazić formalną ocenę neurologiczną z obrazowaniem obejmującą tomografię komputerową (CT) i rezonans magnetyczny (MRI) mózgu, a także elektroencefalogram (EEG). Ocena sercowo-naczyniowa naczyń głowy i szyi może być również ważna w przypadku angiografii TK lub ultrasonografii, która może mieć znaczenie. Dalsze badania przeprowadzone przez specjalistę od uszu, nosa i gardła (laryngolog), a nawet dentysta, mogą odgrywać rolę w badaniu przesiewowym pod kątem nieprawidłowości. Nawet badanie snu w celu wykrycia obturacyjnego bezdechu sennego może być ważne.
Ważna może być ogólnoustrojowa ocena stanu zdrowia, identyfikująca przewlekłe zaburzenia medyczne, które mogą wpływać na powodzenie przeszczepu. Na przykład może być konieczne wykonanie badań pod kątem przewlekłych infekcji, cukrzycy, dysfunkcji tarczycy i innych nieprawidłowości. Ważne może być wykluczenie osób, które palą, spożywają alkohol lub używają innych nielegalnych narkotyków.
Aby mieć przeszczep głowy, ważne może być całkowite wyeliminowanie układu odpornościowego organizmu dawcy, aby zapobiec odrzuceniu. Można to osiągnąć za pomocą promieniowania i przeciwciał, a następnie własny szpik kostny biorcy zostałby wykorzystany do zastąpienia układu odpornościowego dawcy. Przeszkodami w tym jest utrzymanie ciała dawcy przy życiu bez skutecznego układu odpornościowego na kilka tygodni przed przeszczepem głowy oraz negatywny wpływ na komórki nerwowe, które zostaną połączone z komórkami biorcy podczas przeszczepu.
Proces chirurgiczny
Nie przeprowadzono jeszcze żadnego przeszczepu głowy na osobie. Niemniej chirurdzy zainteresowani wykonaniem zabiegu przygotowali protokoły planowania kolejnych etapów przeszczepu głowy. Jednak inni eksperci medyczni krytykowali znaczenie lub znaczenie badań eksperymentalnych przytoczonych w proponowanym protokole przeszczepu ludzkiej głowy, ponieważ precedensy chirurgiczne ustanowione na zwierzętach nie zawsze mają zastosowanie do chirurgii ludzkiej. Wiele z planowanych narzędzi a techniki, takie jak przecięcie rdzenia kręgowego, chemiczne fuzogeny (środki umożliwiające łączenie się komórek) i stymulacja rdzenia kręgowego nie zostały jeszcze dobrze zbadane pod kątem ich odpowiedniego zastosowania w przeszczepianiu ludzkiej głowy.
W proponowanym protokole cztery zespoły chirurgów pracowałyby jednocześnie nad biorcą i dawcą.
Wspieranie życiowych funkcji organizmu
Przygotowanie do zabiegu chirurgicznego powinno rozpoczynać się od tracheotomii, włożenia rurki wentylacyjnej i użycia respiratora w celu ustabilizowania ciała dawcy, gdy połączenie między mózgiem a ciałem zostanie zerwane. W miarę postępu operacji monitorowano by tlen krwi, temperaturę ciała i ciśnienie krwi.
Ciągły przepływ krwi do ciała dawcy podczas transferu jest ważny dla utrzymania prawidłowego poziomu tlenu w tkankach i narządach dawcy. Główne naczynia krwionośne miałyby wstawione plastikowe rurki (ta kaniulacja spowodowałaby przeciek). Przepływ krwi byłby następnie przekierowywany do urządzenia podtrzymującego życie zwanego urządzeniem do pozaustrojowego natleniania membranowego (ECMO), które dostarcza tlen do krwi i krąży ją niezależnie od serca i płuc.
Temperatura tkanki kręgosłupa dawcy byłaby obniżona przez wprowadzenie zimnych roztworów do przestrzeni wzdłuż ściany kręgów (zewnątrzoponowe) lub między oponą twardą a błoną pajęczynówkową rdzenia kręgowego (podtwardówkowo).
Gdy temperatura tkanek kręgosłupa spada, organizm jest gotowy do przeszczepu.
Przygotowanie odbiorcy
W międzyczasie głowę biorcy poddaje się znieczuleniu (ogranicza aktywność mózgu) podaniem barbituranu lub propofolu. W trakcie całego procesu aktywność mózgu jest monitorowana za pomocą EEG, a następnie biorca jest poddawany podobnemu zabiegowi chirurgicznemu jak dawca.
Przepływ krwi z głowy jest kierowany do aparatu ECMO, aby uniezależnić go od serca i płuc.
Alternatywnie, przerwania przepływu krwi można by uniknąć poprzez przetaczanie przepływu krwi z tętnic szyjnych i żył szyjnych głowy biorcy i ciała dawcy. Obie metody zapewniają ciągły przepływ krwi do mózgu, co jest niezbędne, aby zapobiec udarowi i śmierci mózgu.
Wywołanie hipotermii w mózgu ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania uszkodzeniom podczas zabiegu. Niższe temperatury tkanek zmniejszają ryzyko uszkodzenia mózgu spowodowanego niskim poziomem tlenu (niedotlenienia) poprzez spowolnienie tempa metabolizmu. Temperaturę mózgu można obniżyć przez chłodzenie dwukomorowe, chłodzenie dotętnicze lub podobne techniki. Hełm chłodzący utrzymuje wtedy hipotermię mózgu.
Dodatkowe substancje neuroprotekcyjne, takie jak perftoran, siarkowodór lub lidokaina, mogą krążyć w celu ograniczenia niedotlenienia w mózgu.
Kiedy głowa biorcy i rdzeń kręgowy dawcy osiągną wystarczająco niską temperaturę (głęboka hipotermia), rozpoczyna się proces przeszczepu.
Trzy fazy operacji
Operacja przeszczepu głowy miałaby potencjalnie trzy fazy:
Podejście przednie
Na początku obszar szyi biorcy i dawcy zostałby otwarty, odsłaniając mięśnie i naczynia krwionośne szyi i kręgosłupa. Oznaczono by mięśnie i naczynia krwionośne, aby później można było je połączyć między biorcą a dawcą.
Tchawica i przełyk zostały przecięte, a nerwy krtani biorcy pozostałyby nienaruszone.
Podejście tylne
Zarówno biorca, jak i dawca byliby umieszczeni w taki sposób, aby uzyskać dostęp do tylnej części kręgosłupa. Zostałoby wykonane cięcie wzdłuż górnej części kręgosłupa, a trzon kręgów docelowych i tkanka opony twardej pod spodem zostałyby przecięte, aby odsłonić rdzeń kręgowy.
Zespolenie kręgosłupa
Do przecięcia rdzenia kręgowego użyty został skalpel. Zachowano by dodatkową długość rdzenia kręgowego, aby umożliwić cięcie dostosowujące długość i punkty mocowania zarówno biorcy, jak i dawcy. Kiedy głowa biorcy zostanie usunięta, krew zostanie odprowadzona z głowy (wykrwawiona). Naczynia krwionośne głowy zostaną przepłukane mleczanem Ringera, co zapobiegnie uszkodzeniu mózgu przez krzepnięcie krwi.
Głowa i ciało zostałyby wyrównane, a tytanowa płytka została umieszczona z przodu obszaru szyi, aby ustabilizować głowę i ciało. Główne naczynia krwionośne biorcy byłyby wtedy połączone z układem krążenia dawcy i zaczęłyby otrzymywać krew.
Najgłębsze mięśnie byłyby przymocowane szwami, a następnie przełyk, tchawica i mięśnie zewnętrzne.
Ciało zostanie następnie przewrócone, aby zakończyć przyczepianie rdzenia kręgowego. Cięcia regulacyjne byłyby wykonane tak, aby pasowały do długości między biorcą a dawcą, a następnie odcięte końce rdzeni kręgowych byłyby łączone za pomocą kleju składającego się z fuzogenów, a następnie zszywane. W idealnym przypadku leczenie fuzogenami pozwoliłoby na naprawę uszkodzonych neuronów i utworzenie połączenia neuronowego z ciałem dawcy przez mózg pacjenta.
Po podłączeniu rdzenia kręgowego ochronna opona twarda kręgosłupa zostanie zszyta z powrotem. Możliwe jest również, że wprowadzenie aparatu stymulującego stymulację rdzenia kręgowego (SCS) do przestrzeni nadtwardówkowej za kręgosłupem może być wykorzystane do promowania regeneracji neuronów.
Komplikacje
Najbardziej prawdopodobnym powikłaniem związanym z przeszczepem głowy byłoby niepowodzenie zabiegu w celu ustalenia połączeń wymaganych do zachowania normalnych funkcji organizmu.
Może to objawiać się utratą przepływu krwi w mózgu prowadzącą do niedokrwienia i uszkodzenia mózgu, udaru lub śmierci mózgu. Utrata dopływu tlenu do mózgu może być podobnie szkodliwa. Przerwanie bariery krew-mózg może prowadzić do zakażenia lub uszkodzenia tkanek mózgu.
Ciało może cierpieć z powodu podobnych komplikacji, z utratą przepływu krwi lub tlenu powodującą uszkodzenie lub niewydolność narządu.
Jeśli układ nerwowy nie połączy się ponownie, może to wpłynąć na ruch, czucie i funkcję narządów (potencjalnie prowadząc do porażennej niedrożności jelit, neurogennego pęcherza, neurogennego jelita lub innych problemów).
Układ odpornościowy może odrzucić przeszczepiony narząd, skutecznie wywołując niszczycielską walkę na wyczerpanie między głową a nowym ciałem.
Po operacji
Po zabiegu chirurgicznym prawdopodobnie nastąpiłoby długotrwałe monitorowanie na oddziale intensywnej terapii (OIOM). Głowa, szyja i kręgosłup zostałyby ustabilizowane, aby zmaksymalizować zespolenie rdzenia kręgowego.
Oddychanie i krążenie odbywałyby się za pośrednictwem systemów podtrzymywania życia, a karmienie musiałoby być dostarczane przez rurkę do jejunostomii, podczas gdy ruch powrócił.
W miarę postępu rekonwalescencji, fizjoterapia podobna do rehabilitacji przy porażeniu czterokończynowym byłaby stosowana w celu promowania połączeń nerwowych między mózgiem a nowym ciałem. Przywrócenie funkcji przepony, ważnej dla niezależnego oddychania, podlegałoby ciągłej ocenie.
Rokowanie
Nie ma wiarygodnych informacji, które pozwoliłyby przewidzieć, jak zareagowałby człowiek po przeszczepie głowy. Istnieje prawdopodobieństwo, że immunosupresja trwająca całe życie byłaby konieczna, aby zapobiec odrzuceniu ciała dawcy. Zwierzęta, które otrzymały przeszczep głowy bez stosowania immunosupresji, przeżywały przez ograniczony czas, od kilku godzin do maksymalnie 29 dni.
Ryzyko związane z immunosupresją w obecnie wykonywanych przeszczepach narządów obejmuje umiarkowanie zwiększone ryzyko infekcji lub raka.
Immunosupresanty, które rozważano jako zapobiegające odrzuceniu głowy lub ciała dawcy, obejmują:
- Sirolimus
- Takrolimus
- Cyklosporyna A
- Belatacept
- Rapamycyna
- Prednison
- Mykofenolan mofetylu
Długotrwałe stosowanie leków immunosupresyjnych w wysokich dawkach może spowodować wtórne uszkodzenie narządów ciała dawcy, takich jak nerki, w zależności od zastosowanych określonych leków i ilości potrzebnych do zapobiegania odrzuceniu. Kilka z wymienionych immunosupresantów nie ma znanej toksyczności, ale trzeba będzie je przetestować pod kątem ich działania, gdy są stosowane w połączeniu do przeszczepu głowy.
Wsparcie i radzenie sobie
Poradnictwo psychologiczne byłoby prawdopodobnie korzystne w dostosowaniu się do nowego ciała, radzeniu sobie z efektami ubocznymi operacji i poważnymi zmianami stylu życia. Radzenie sobie z niekorzystnymi następstwami (tj. Problemy z przywracaniem czucia, ruchomości lub czynności jelit i pęcherza) również mogłoby stanowić przeszkody psychospołeczne.
Słowo od Verywell
Jest mało prawdopodobne, aby przeszczep głowy mógł zostać przeprowadzony u ludzi w najbliższej przyszłości. Niemniej teoretyczna eksploracja tematu, w tym rozważania etyczne i techniczne, może być interesującym ćwiczeniem. Te eksperymenty myślowe przygotowują nas na rzeczywistość, która ostatecznie może być możliwa wraz z postępem nauk medycznych.